发酵工程ppt韦革宏杨祥第6章5节讲解.pptVIP

日本高野信之提出类似的观点：在起泡液中分散的消泡剂颗粒，随着泡沫液变薄，露到表面，因消泡剂表面张力比泡沫液低，该处受到周围的拉伸、牵引。不断变薄，最后破灭。 把高级醇或植物油洒在泡沫上，当其附着到泡沫上，即溶入泡沫液，会显著降低该处的表面张力。因为这些物质一般对水的溶解度较小，表面张力降低只限于局部，而泡沫周围的表面张力几乎没有发生变化。表面张力降低的部分，被强烈地向四周牵引、延展，最后破裂。 b、消泡剂能破坏膜弹性而导致气泡破灭 前面谈到，因泡膜表面吸附表面活性剂，具有“吉布斯弹性”，它赋予泡沫液膜一定的弹力，即表面张力，使泡沫在受到外部压力时有一定的自愈作用。 消泡剂能破坏泡膜的这种弹性。离子型表面活性剂水溶液产生的泡沫，是因为表面活性剂定向排列形成双电层，借助排斥作用阻碍泡沫合并而使泡沫稳定。这种性质的泡沫，只需向体系中加入一种离子电荷相反的表面活性剂，就可降低泡沫稳定性。这是因为两种表面活性剂彼此干扰，妨碍在气液界面上定向排列，破坏了膜弹性，因而产生消泡作用。 C、消泡剂能促使液膜排液，因而导致气泡破灭 泡沫液厚泡沫弹性好，自愈效应强；泡膜排液速率反映泡沫的稳定性。起泡体系的粘度越高，排液速度越低，如蛋白质溶液，肽链之间能够形成氢键；有些表面活性剂能与水分子形成氢键，能减少泡沫中的排液，起到稳泡作用。 加入不产生氢键的表面活性剂，取代产生氢键的表面活性剂，就可以使排液加快。 2、对消泡剂的要求 （1）在起泡液中不溶或难溶 （2）通常表面张力低于起泡液 （3）与起泡液有一定程度的亲和性 （4）与起泡液不发生化学反应 （5）挥发性小，作用时间长 3、常用消泡剂的种类和性能 （1）天然油脂 （2）聚醚类消泡剂 在甘油分子上加成聚合环氧丙烷的产物叫聚氧丙烯甘油定名为GP型消泡剂。 在GP型消泡剂的聚丙二醇链节末端再加成环氧乙烷，成为聚氧乙烯氧丙烯甘油，也叫GPE型消泡剂（泡敌）。 （3）高级醇 C7~C9的醇是最有效的消泡剂。 C12~C22的高级醇借助适当的乳化剂配制成为适当的乳化液，也是有效的消泡剂。 （4）硅酮类 最常用的是聚二甲基硅氧烷，也称二甲基硅油。 小 结 泡沫形成原因 气液接触 气体从外部进入 气体从内部产生 含助泡剂 起泡速度高于破泡速度 发酵过程泡沫产生的原因 通气搅拌 培养基配比与原料组成 菌种、种子质量和接种量 灭菌质量 发酵过程起泡的利弊 有利之处：气体分散、增加气液接触面积（发酵液中的泡沫） 有害之处 降低生产能力 引起原料浪费 影响菌的呼吸 引起染菌 液膜：含有表面活性分子。 泡沫中的任一气泡：都是热力学不稳定体系。 泡沫体系：最终由于泡径和液膜的变化而破灭。 发酵液表面的泡沫 泡沫的性质 泡沫稳定性的因素 泡径大小 助泡剂浓度 起泡液的粘度 温度、 pH、表面电荷 等 均与助泡剂有关 消泡剂的作用机理 罗氏假说 泡沫液局部表面张力降低 破坏膜弹性 促使液膜排液 常用的消泡剂 天然油脂 聚醚类消泡剂 高碳醇 硅酮类 思考题 1、发酵中泡沫形成的原因及其危害是什么？ 2、泡沫破裂要经过哪三个阶段？影响泡沫稳定性的因素都有什么？ 3、对消泡剂有哪些要求？常用的消泡剂有哪几类？ 点点滴滴 * 实际发酵生产和研究中主要检测的变量 （1）PH （2）DO （3）温度 （4）转速 （5）残糖 （6）其他 （1）流量 （2）温度 （1）流量 （2）温度 进罐 罐中 出罐 实际发酵生产和研究中主要的检查项目 （1）微生物形态的检查（2）无菌检查（3）泡沫检查 第五节 发酵过程泡沫的形成与控制 一、泡沫形成的基本理论 泡沫的定义：一般来说：泡沫是气体在液体中的粗分散体系，属于气液非均相体系。 美国道康宁公司对泡沫这样定义：体积密度接近气体，而不接近液体的“气/液”分散体。 （一）泡沫形成的原因 1、气液接触 泡沫是气体在液体中的粗分散体，产生泡沫的首要条件是气体和液体发生接触。而且只有气体与液体连续、充分地接触才会产生一定量的泡沫。气液接触大致有以下两类情况： （1）气体从外部进入液体，如搅拌液体时混入气体，形成的泡沫较大，不稳定。 （2）气体从液体内部产生。气体从液体内部产生时，形成的泡沫较小、稳定。 2、含助泡剂 摇荡纯溶剂不起泡，如蒸馏水，只有摇荡某种溶液才会起泡。 在未加助泡剂，但并不纯净的水中产生的泡沫，其寿命在0.5秒之内，只能瞬间存在。 在纯净的气体、纯净的液体之外，必须存在第三种物质，才能产生气泡。对纯净液体来说，这第三种物质是助泡剂。 当形成气泡时，液体中出现气液界面，这些助泡剂就会形成定向吸附层,这样的定向吸附层起到稳定泡沫的作用。 3、起泡速度高于破泡速度 体系的起泡程度是起泡难易和泡沫稳定